como se llama la ciencia que estudia los ritmos biologicos

Descubre qué es la cronobiología, la ciencia que te explica los ritmos biológicos

Descubre qué son los ritmos biológicos y su influencia en nuestra cotidianidad. Todos los seres vivos poseemos un mecanismo que nos ayuda a enfrentar las variaciones del entorno, descubre cómo opera en realidad este reloj y cuáles son sus efectos en nuestra bienestar.

El ciclo de sueño y vigilia una explicación del ritmo circadiano

Desde tiempos ancestrales, el ser humano ha mostrado interés por comprender la relación entre los fenómenos que ocurren en la naturaleza y el ciclo día-noche característico de cada día del año. Restos arqueológicos que datan de más de treinta mil años evidencian los primeros intentos del hombre primitivo por entender este fenómeno.

En la antigüedad, los egipcios observaron que ciertos síntomas de enfermedades aparecían o desaparecían de manera cíclica y relacionaron esto con ciertos días específicos. Desarrollaron así el concepto de "días críticos". Siglos después, el padre de la medicina, Hipócrates, estudió la relación entre la fiebre y el tiempo, mientras que Aristóteles y Galeno hablaron sobre el ritmo de sueño y vigilia.

Como podemos ver, el estudio de los ritmos biológicos no es un campo nuevo en la investigación científica. Desde que el ser humano comenzó a contemplar el mundo que lo rodea, surgió el interés por entender estos fenómenos.

Los diferentes tipos de ritmos biológicos

Cuando hablamos de ritmos biológicos, es común pensar en el ciclo circadiano, que se refiere al ciclo que gira alrededor del día (aproximadamente 24 horas). Sin embargo, este es solo uno de los varios tipos de ritmos biológicos que existen.

Por ejemplo, tenemos el ritmo infradiano, que tiene una duración mayor a 24 horas y puede repetirse cada cierto número de días, semanas o meses, e incluso puede ser anual. Un ejemplo de este tipo de ritmo es el ciclo menstrual.

El mecanismo de los relojes biológicos una mirada a los ritmos circadianos

Los seres humanos somos seres regulados por los ritmos circadianos, los cuales son responsables de los cambios que experimentamos en nuestro cuerpo y mente a lo largo del día. La palabra "circadiano" deriva del latín "circa", que significa "alrededor", y "diem", que significa "día".

El principal encargado de controlar estos ritmos es el reloj biológico, situado en una parte del cerebro llamada hipotálamo. Desde ahí, se emiten señales a diferentes regiones cerebrales que responden a la luz, entre ellas la glándula pineal. Esta glándula, a su vez, produce la hormona melatonina, que se encarga de regular la sensación de somnolencia. Es por ello que, cuando estamos expuestos a la luz solar, nuestra producción de melatonina disminuye y nos sentimos más despiertos. Por el contrario, al oscurecer, los niveles de melatonina aumentan, provocando la sensación de sueño.

El aumento y disminución de melatonina durante el ciclo del sueño refleja los cambios en nuestros ritmos circadianos. Además, el hipotálamo también regula la temperatura corporal y la presión arterial durante el sueño, lo cual contribuye a mantener un ciclo adecuado de descanso y vigilia.

La ventaja evolutiva del reloj de la vida

El origen de los relojes biológicos no es fruto de la casualidad, sino más bien resultado de la selección natural. En términos evolutivos, los organismos mejor adaptados y capaces de reproducirse son los que prosperan. En este sentido, las cianobacterias son las formas de vida más antiguas en presentar funciones circadianas.

Existen dos formas en las que los relojes ofrecen ventaja a las especies. Por un lado, de manera intrínseca mediante el establecimiento de un orden temporal interno entre diversos procesos fisiológicos (marcapasos endógeno). Por otro, de manera extrínseca al facilitar la sincronización de los ritmos circadianos con los ciclos externos (zeitgebers o sincronizadores externos). Se entiende por "sincronización" la adaptación del ritmo circadiano a señales de tiempo externas al organismo, lo cual es fundamental para su estabilidad.

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Fisiología

Los núcleos supraquiasmáticos: reguladores del reloj circadiano

Los ritmos circadianos son controlados principalmente por los núcleos supraquiasmáticos (NSQ), ubicados en el hipotálamo anterior. Cada neurona de estos núcleos presenta una actividad eléctrica cíclica con un período de aproximadamente 24 horas, gracias a un reloj molecular compuesto por bucles de retroalimentación positivos y negativos, regulados por genes y proteínas del reloj que se expresan de forma rítmica.

La organización de las neuronas en los NSQ

Estas neuronas se organizan en grupos cuya actividad oscila de manera sincronizada, activándose y desactivándose en un ciclo de 24 horas. Incluso desde la etapa embrionaria, se transmiten estos ritmos circadianos a través de señales sincronizadoras enviadas por la madre a través de la placenta. Sin embargo, al nacer, el patrón circadiano es reemplazado por un ritmo ultradiano (de más de un día) debido a que cada grupo de neuronas está desacoplado entre sí.

La aparición del ritmo ultradiano en los recién nacidos

Este cambio en el patrón circadiano ocurre porque los diferentes grupos de neuronas están desacoplados, lo que permite que se desarrollen patrones ultradianos a partir de los patrones circadianos desincronizados. Es por esto que, en los primeros días de vida, los bebés experimentan un ritmo de sueño y vigilia más corto que el día. A medida que se desarrollan y crecen, la sincronización de los núcleos supraquiasmáticos les permite establecer un patrón circadiano estable de 24 horas.

Trastornos circadianos y enfermedades

El centro de control del reloj interno del cuerpo humano se encuentra en el hipotálamo, específicamente en el núcleo supraquiasmático. Este núcleo es responsable de regular diversas funciones corporales, tanto dentro como fuera del cerebro. A través del nervio óptico, recibe información sobre la luz y la oscuridad, que luego procesa y envía en forma de señales químicas al reloj maestro.

El reloj maestro, a su vez, se encarga de sincronizar o desincronizar el ritmo interno del cuerpo con los cambios del mundo exterior. Durante las últimas horas del día, con la presencia de luz en la retina, el núcleo supraquiasmático activa la glándula pineal y estimula la producción de melatonina, la cual induce al sueño.

Por otro lado, el ritmo cardíaco también se ve afectado por el reloj interno. Según estudios, alcanza su valor máximo entre las 10 y las 12 de la mañana, mientras que su valor mínimo se registra entre las 3 y las 5 de la mañana o 1-2 horas antes de despertar.

Por último, el cuerpo humano también cuenta con un sistema de tiempo circadiano exógeno como medida de anticipación para la disponibilidad de alimentos. Este sistema, conocido como osciladores transportables por alimentos, se activa de forma anticipada –1-2 horas antes de comer– y envía señales que estimulan el hambre. Así, el cuerpo se adapta a un horario regular de comidas.

La Cronobiología hoy

La cronobiología está en constante expansión en todo el mundo. Desde médicos y científicos hasta la población en general, cada vez más personas están reconociendo los beneficios de aplicar los principios de la cronobiología en diversos ámbitos, desde la administración de medicamentos hasta la elección del mejor momento del día para hacer ejercicio. De hecho, esta disciplina se ha convertido en un importante campo de estudio en áreas como la genética, la endocrinología, la ecología, la medicina deportiva y la psicología.

Una de las áreas más productivas de la cronobiología es la cronofarmacología. Gracias a miles de estudios, se ha comprobado que la correcta sincronización en la administración de medicamentos o suplementos puede reducir los efectos secundarios, potenciar su eficacia en el objetivo específico del cuerpo o incluso interrumpir procesos fisiológicos completos.

Varias instituciones reconocidas han creado departamentos, laboratorios y programas académicos dedicados al estudio de la cronobiología. Gracias a sus investigaciones e innovaciones, la medicina moderna ha evolucionado y se ha desarrollado una mejor comprensión de nuestros ritmos biológicos internos. Temas como el papel de la melatonina -conocida como la "hormona madre" de la cronobiología-, los efectos de la luz en diversas enfermedades y el fenómeno de los cronotipos han sido de particular interés.

Bibliografia

Hiddinga, D. G. M. Beersma and R. H. Van Dan Hoofdakker conducted a study on the endogenous and exogenous components of the circadian variation of core body temperature in humans. Their research was published in the Journal of Sleep Research in 1997 and can be found in the article "Endogenous and Exogenous Components in the Circadian Variation of Core Body Temperature in Humans" (J. Sleep Res., 6, 156-163).

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